iOS中的單例模式

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單例模式 概念相關 單例模式 在程式運行過程，一個類只有一個實例 使用場合 在整個應用程式中，共用一份資源（這份資源只需要創建初始化1次） static static關鍵字會在聲明變數的時候分配記憶體，在程式運行期間只分配一次記憶體。之後再訪問時，實際都是在訪問原先分配的記憶體 如果使用static來修飾 ...


單例模式

概念相關

  • 單例模式
  • 在程式運行過程，一個類只有一個實例
  • 使用場合
  • 在整個應用程式中，共用一份資源（這份資源只需要創建初始化1次）

static

  • static關鍵字會在聲明變數的時候分配記憶體，在程式運行期間只分配一次記憶體。之後再訪問時，實際都是在訪問原先分配的記憶體
  • 如果使用static來修飾局部變數，那麼局部變數在代碼塊結束後將不會回收，下次使用保持上次使用後的值。
  • 如果使用static來修飾全局變數，那麼表示該全局變數只在本文件中有效，外界無法使用extern來引用。static變數的作用域被限制在定義變數的當前文件中，其它文件是不能訪問的。

ARC實現單例

步驟

01 在類的內部提供一個static修飾的全局變數
02 提供一個類方法，方便外界訪問
03 重寫+allocWithZone方法，保證永遠都只為單例對象分配一次記憶體空間
04 嚴謹起見，重寫-copyWithZone方法和-MutableCopyWithZone方法

源碼


static ZCTools *_instance;

+ (instancetype)shareTools
{
    return [[self alloc]init];
}

+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    @synchronized(self) {
        if (_instance == nil) {
            _instance = [super allocWithZone:zone];
        }
    }
    return _instance;
}

- (nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
    return _instance;
}

- (nonnull id)mutableCopyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
    return _instance;
}

代碼分析

//提供一個static修飾的全局變數，強引用著已經實例化的單例對象實例
static ZCTools *_instance;

//類方法，返回一個單例對象
+ (instancetype)shareTools
{
     //註意：這裡建議使用self,而不是直接使用類名Tools（考慮繼承）
    return [[self alloc]init];
}

//保證永遠只分配一次存儲空間
+(instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    //使用GCD中的一次性代碼
//    static dispatch_once_t onceToken;
//    dispatch_once(&onceToken, ^{
//        _instance = [super allocWithZone:zone];
//    });

    //使用加鎖的方式，保證只分配一次存儲空間
    @synchronized(self) {
        if (_instance == nil) {
            _instance = [super allocWithZone:zone];
        }
    }
    return _instance;
}
/*
1. mutableCopy 創建一個新的可變對象，並初始化為原對象的值，新對象的引用計數為 1；
2. copy 返回一個不可變對象。分兩種情況：（1）若原對象是不可變對象，那麼返回原對象，並將其引用計數加 1 ；（2）若原對象是可變對象，那麼創建一個新的不可變對象，並初始化為原對象的值，新對象的引用計數為 1。
*/
//讓代碼更加的嚴謹
- (nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
//    return [[self class] allocWithZone:zone];
    return _instance;
}

- (nonnull id)mutableCopyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
    return _instance;
}

MRC實現單例

步驟

01 在類的內部提供一個static修飾的全局變數
02 提供一個類方法，方便外界訪問
03 重寫+allocWithZone方法，保證永遠都只為單例對象分配一次記憶體空間
04 嚴謹起見，重寫-copyWithZone方法和-MutableCopyWithZone方法
05 重寫release方法
06 重寫retain方法
07 建議在retainCount方法中返回一個最大值

配置MRC環境

01 註意ARC不是垃圾回收機制，是編譯器特性
02 配置MRC環境：build setting ->搜索automatic ref->修改為NO

源碼

static ZCTools *_instance;

+ (instancetype)shareTools
{
    return [[self alloc]init];
}

+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    @synchronized(self) {
        if (_instance == nil) {
            _instance = [super allocWithZone:zone];
        }
    }
    return _instance;
}

- (nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
    return _instance;
}

- (nonnull id)mutableCopyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
    return _instance;
}

- (oneway void)release
{
}

- (instancetype)retain
{
    return _instance;
}

- (NSUInteger)retainCount
{
    return MAXFLOAT;
}

代碼分析

//提供一個static修飾的全局變數，強引用著已經實例化的單例對象實例
static ZCTools *_instance;

//類方法，返回一個單例對象
+ (instancetype)shareTools
{
     //註意：這裡建議使用self,而不是直接使用類名Tools（考慮繼承）

    return [[self alloc]init];
}

//保證永遠只分配一次存儲空間
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    //使用GCD中的一次性代碼
//    static dispatch_once_t onceToken;
//    dispatch_once(&onceToken, ^{
//        _instance = [super allocWithZone:zone];
//    });

    //使用加鎖的方式，保證只分配一次存儲空間
    @synchronized(self) {
        if (_instance == nil) {
            _instance = [super allocWithZone:zone];
        }
    }
    return _instance;
}

//讓代碼更加的嚴謹
- (nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
//    return [[self class] allocWithZone:zone];
    return _instance;
}

- (nonnull id)mutableCopyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
    return _instance;
}

//在MRC環境下，如果用戶retain了一次，那麼直接返回instance變數，不對引用計數器+1
//如果用戶release了一次，那麼什麼都不做，因為單例模式在整個程式運行過程中都擁有且只有一份，程式退出之後被釋放，所以不需要對引用計數器操作
- (oneway void)release
{
}

- (instancetype)retain
{
    return _instance;
}

//慣用法，有經驗的程式員通過列印retainCount這個值可以猜到這是一個單例
- (NSUInteger)retainCount
{
    return MAXFLOAT;
}

通用版本

  • 可以考慮一份單例代碼在ARC和MRC環境下都適用
    (使用條件編譯來判斷當前項目環境是ARC還是MRC)
#if __has_feature(objc_arc)
//如果是ARC，那麼就執行這裡的代碼1
#else
//如果不是ARC，那麼就執行代理的代碼2
#endif
  • 在項目裡面往往需要實現很多的單例，比如下載、網路請求、音樂播放等等，單例是否可用繼承呢?

  • 單例是不可繼承，想一勞永逸可使用帶參數的巨集定義

  • 使用帶參數的巨集完成通用版單例模式代碼

    • 註意條件編譯的代碼不能包含在巨集定義裡面
    • 巨集定義的代碼只用寫一次，之後直接拖到項目中用就OK

#define SingleH(name)  +(instancetype)share##name;

//ARC
#if __has_feature(objc_arc)
#define SingleM(name) static id _instance;\
+(instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone\
{\
    static dispatch_once_t onceToken;\
    dispatch_once(&onceToken, ^{\
        _instance = [super allocWithZone:zone];\
    });\
    return _instance;\
}\
+(instancetype)share##name\
{\
    return [[self alloc]init];\
}\
-(id)copyWithZone:(NSZone *)zone\
{\
    return _instance;\
}\
\
-(id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone\
{\
    return _instance;\
}

#else
//MRC
#define SingleM(name) static id _instance;\
+(instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone\
{\
static dispatch_once_t onceToken;\
dispatch_once(&onceToken, ^{\
_instance = [super allocWithZone:zone];\
});\
return _instance;\
}\
+(instancetype)share##name\
{\
return [[self alloc]init];\
}\
-(id)copyWithZone:(NSZone *)zone\
{\
return _instance;\
}\
\
-(id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone\
{\
return _instance;\
}\
-(oneway void)release\
{\
}\
\
-(instancetype)retain\
{\
    return _instance;\
}\
\
-(NSUInteger)retainCount\
{\
    return MAXFLOAT;\
}
#endif

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